Сонячний колектор для опалення

Ми вже звикли до неухильного зростання вартості енергоресурсів і з кожним роком приречено очікуємо чергового стрибка тарифів на газ і електрику. Зокрема, для Київської області за останні три роки ціна на кубометр газу підросла на 14%, а одного кіловата електроенергії — на 15%. Швидше за все, такі темпи зростання збережуться й надалі. Втім, є надія, що в міру приборкання інфляції (над чим посилено працює уряд і Центробанк) зростання тарифів сповільниться, але вже точно не зупиниться.

Колектор компанії Sunstar (Китай) з буферною ємністю.

В силу вищевикладених причин народ всерйоз перейнявся скороченням витрат, пов’язаних з енергоспоживанням, благо сучасні енергозберігаючі технології надають таку можливість. Зокрема, для власників приватних будинків з’явилася цікава можливість економії фінансових коштів: задіяти для потреб опалення та гарячого водопостачання енергію нашого світила. Адже вона безкоштовна! Питання лише в тому, щоб передати цю енергію теплоносія. Це завдання вирішує пристрій, що одержав назву сонячний колектор.

Сонячний колектор для опалення не слід плутати з сонячною батареєю. Хоча обидва прилади працюють за одним і тим же принципом — поглинають сонячну енергію, перший лише передає її в пункт призначення, в той час як другий перетворює її в електричний струм.

Пристрій і принцип роботи

Уже одна назва приладу говорить про те, що його призначення — акумулювання сонячної енергії, її концентрація і передача теплоносія, в якості якого може виступати вода, антифриз або повітря. Теплоносій розігрівається сонячними променями, починає циркулювати по контуру колектора і в кінцевому підсумку надходить в накопичувальну ємність (бак-теплоаккумулятор), де і віддає тепло знаходиться в ній рідини (воді).

Колектор компанії Sunstar (Китай).

Циркуляція може відбуватися двома шляхами: природним способом (за рахунок різниці температур) або примусово (за допомогою циркуляційного насоса, якщо це рідина або за допомогою вентилятора, якщо це повітря). Сучасні сонячні колектори для опалення будинку можуть нагріти воду майже до точки кипіння навіть при мінусовій температурі на вулиці.

Типи сонячних колекторів

Ці прилади можна розділити на три категорії:

  • плоскі;
  • вакуумні;
  • повітряні.

плоский колектор являє собою панель у вигляді плоскої коробки, всередині якої розташований теплопоглинальних наповнювач (адсорбер). Зазвичай на нього наноситься темна фарба або селективне покриття (найчастіше оксид титану) для посилення поглинання. Адсорбер з’єднується з теплопровідними трубками колектора.

Зверху теплопоглинальних наповнювач закритий захисним прозорим шаром (загартованим склом або полікарбонатом), а в нижній частині знаходиться теплоізоляційний матеріал (найчастіше ПІР). Трубки, в яких знаходиться теплоносій, робляться або з міді, або з мідного сплаву. Вся конструкція герметизується спеціальним герметиком.

Сонячний колектор для опалення будинку.

В вакуумному колекторі використовуються скляні теплові трубки. Вся конструкція нагадує побутової термос: циліндрична колба, всередині якої вміщено трубка меншого діаметру. Зовнішня поверхня колби — прозора, а знаходиться всередині трубка меншого діаметра покрита теплопоглинальних шаром. У просторі між трубками — вакуум, який виконує як утеплювач. Завдяки такій компоновці вловлюється внутрішньої трубкою сонячна енергія зберігається майже повністю і передається знаходиться в колекторі теплоносія практично без втрат.

Внутрішніх трубок може бути кілька, а єдина трубка може мати У-подібну форму. Така компоновка збільшує кількість енергії, що поглинається, а значить і продуктивність всієї системи. Довжина колби варіюється в межах 1,2 — 2,0 м, що дає можливість розміщувати всю конструкцію на дахах різноманітної конфігурації.

В повітряному сонячному колекторі теплоносієм виступає повітря. Так як теплопроводящие властивості повітря нижче, ніж у рідині, ККД такого пристрою відносно невисокий. Нагрітий сонячною енергією повітря потрапляє в приміщення або за рахунок природної конвекції, або нагнітається вентилятором. Оскільки повітря не замерзає, в системі з повітряним колектором теплообмінник відсутній, що спрощує і, отже, здешевлює всю конструкцію.

Плоский колектор компанії Sunstar (Китай).

критерії вибору

У кожного типу сонячного колектора для опалення, природно, є свої плюси і мінуси. Зокрема, плоскі колектори міцні і надійні завдяки простоті конструкції, тоді як вакуумні моделі більш уразливі. Повітряний колектор — найпростіший і дешевий варіант, не має проблем із замерзанням води, проте низький ККД і необхідність в більшості випадків використовувати вентилятор істотно обмежують сферу застосування даного пристрою.

При виході з ладу плоского колектора доводиться цілком змінювати адсорбер, в той час як при поломці вакуумного колектора заміні підлягають тільки що вийшли з ладу трубки. Плоскі колектори максимально ефективні лише тоді, коли різниця температур нагрітої води і зовнішнього повітря становить 30-40 ° C, в той час як вакуумні побратими здатні забезпечити ефективний нагрів до більш високих температур, що особливо актуально в холодну пору року. Одночасно вакуумні моделі мають кращу поглинанням в похмуру погоду, а при контакті з холодним повітрям краще зберігають тепло.

Життєвий цикл у всіх типів колекторів приблизно однаковий і становить від 15 до 25 років, в залежності від якості комплектуючих. Кращими вважаються європейські виробники, ну а якщо брати китайські моделі, то тут як пощастить.

Не слід забувати, що ефективність сонячних колекторів для опалення будинку пов’язана з географічними та кліматичними факторами (кількість ясних днів в році, середньорічна температура, сила сонячного випромінювання і ін.), Тому в більшості випадків їх не слід розглядати як єдине джерело опалення. А ось інтегрувати їх в існуючу опалювальну систему — справа варта.

Ссылка на основную публикацию